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文档简介
宁波科学八下培优题库第5章电与磁3电磁感应解析版一、单选题(共28题;共56分)1.(2018八下·嘉兴月考)回顾如图所示“什么情况下磁可以生电”的探究过程,你认为以下说法正确的是(
)A.
让导线在磁场中静止,蹄形磁铁的磁性越强,电流表指针偏转角度越大
B.
用匝数多的线圈代替单根导线,且使线圈在磁场中静止,这时电流表指针偏转角度大
C.
蹄形磁铁固定不动,使导线沿水平方向运动时,电流表指针会发生偏转
D.
蹄形磁铁固定不动,使导线沿竖直方向运动时,电流表指针会发生偏转【答案】C【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象。AB、导线要切割磁感线才会产生感应电流,而导线不动,磁场不动,导线不会切割磁场,所以不会产生感应电流;故AB错误;
C、磁场不动时,而导线水平方向运动,则会切割磁感线,所以会产生感应电流,电流表针会偏转;故C正确;
D、磁场不动时,导线竖直运动时没有切割磁感线,而是顺着磁场方向运动,故不会产生感应电流;故D错误;
故答案为:C。2.下列关于电和磁的说法正确的()A.
最早发现电流周围存在磁场的科学家是法拉第
B.
磁体外部的磁感线总是从S极出发,回到N极
C.
电动机是利用电磁感应现象制成的
D.
发电机是利用电磁感应现象制成的【答案】D【解析】解:A、最早发现电流周围存在磁场的科学家是奥斯特,故A错误;B、磁体外部磁感线从N极出来回到S极,故B错误;C、电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动原理制成,故C错误;D、发电机是根据电磁感应原理制成的,故D正确;故选D根据对电与磁的基础知识、结合电与磁重要试验的理解对下面的各个选项依次判断即可3.对于交流电,下列说法中正确的是(
)A.
线圈转动一周,电流方向改变一次,大小改变两次
B.
线圈转动一周,电流方向改变两次,大小改变两次
C.
线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D.
线圈转动一周,电流方向改变四次,大小随时间改变【答案】C【解析】交变电流是线圈在磁场中转动形成的;线圈转动一周即为一个周期;在一个周期内电流方向改变两次;电流的大小随时间在做周期性变化;故选C.解答本题应掌握:交流电在一个周期内线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变.4.下列对感应电流大小无影响的因素是()A.
线圈的匝数
B.
磁场的方向
C.
磁场的强弱
D.
线圈的转速【答案】B【解析】闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就会产生感应电流,感应电流的方向和导体的运动方向、磁场方向有关;感应电流的大小和线圈的匝数、磁场的强弱、线圈的转速有关.此题考查了影响感应电流大小的因素,是一道基础题.解:影响感应电流大小的因素有:线圈匝数(其它条件一定时,线圈匝数越多,感应电流越大)、磁场的强弱(其它条件一定时,磁场磁性越强,感应电流越大)、线圈的转速(其它条件一定时,线圈转动越快,感应电流越大).故选B.5.下列有关能源和信息的说法正确的是()A.
光不是电磁波
B.
核电站是利用核裂变的能量来发电的
C.
手机是利用超声波来传递信息的
D.
我国生活用电的方向每秒改变50次【答案】B【解析】(1)可见光也是一种电磁波;(2)核电站的核反应堆是利用核裂变来获能量的;(3)手机是利用电磁波传递信息的;(4)我国生活用电是交流电,频率是50Hz,周期0.02s,1s内方向改变100次;此题考查了电磁波的分类、核裂变的应用、电磁波的应用和交变电流的认识,是一道综合题.解:A、光也是一种电磁波,故A错误;B、核电站是利用可控的核裂变的能量来发电的,故B正确;C、手机是利用电磁波传递信息的,故C错误;D、我国生活用电是交流电,频率是50Hz,周期0.02s,1s内方向改变100次,故D错误;故选B.6.
POS机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的检测头,如图所示.在使用时,将带有磁条的信用卡在POS机指定位置刷一下,检热头的线圈中就会产生变化的电流.POS机便可读出磁条上的信息.下图中能反映POS刷卡机读出信息原理的是()A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】解:POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象A、如图反映电流周围存在着磁场,故A错误.B、如图电路中有电源,是通电导体在磁场中受力运动.故B错误.C、如图电路中没有电源,当闭合开关,闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这是电磁感应选项.故C正确.D、如图电路中有电源,是通电线圈在磁场中受力运动,故D错误.故选:C.闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动时,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象,POS刷卡机读出信息原理就是电磁感应现象;在选项中找出探究电磁感应的对应图即可7.如图所示的是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机,下列说法中正确的是(
)A.
直流发电机线圈内产生的是交流电,供给外部电路的是直流电
B.
直线发电机线圈内产生的是直流电,供给外部电路的也是直流电
C.
它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.
图中的E、F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向【答案】A【解析】发电机由磁体和线圈组成,线圈的两个端线上有两个圆环和两个电刷与外电路连接。当线圈转动时,其各边的运动而产生感应电流,线圈(转子)转动一周,电流方向改变两次。这种周期性改变方向的电流叫交流电。交流电与由电池产生的电流是不同的,后者的电流方向是不变的,叫直流电。A.发电机的线圈再转动过程中,不断周期性地切割磁感线,所以在线圈内产生了交流电,而供给外部的是直流电。A符合题意。
B.发电机的线圈再转动过程中,不断周期性地切割磁感线,所以在线圈内产生了交流电,而供给外部的是直流电。B不符合题意。
C.直流发电机是根据电磁感应原理制成,电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。C不符合题意。
D.换向器的作用是将线圈中的交流电在输出时,变为直流电,而线圈中仍是交流电。D不符合题意。
故答案为A.8.如图所示的四个实验中,用来探究电磁感应现象的是()A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】解:ABD三图中,开关闭合后,原来在磁场中静止的导体运动起来,说明它受到了力的作用,从而得出了通电导体在磁场中受力的结论.C图中,导体在磁场中做切割磁感线运动运动时,电流表的指针发生偏转,说明电路中产生了电流,这是电磁感应现象.故选C.根据产生电磁感应现象的条件:(1)导体是闭合电路的一部分;(2)导体做切割磁感线运动,判断各个选项.9.(2018八下·海曙期末)如图所示,是“探究产生感应电流条件”的活动,导线ab与灵敏电流计组成闭合电路,蹄形磁铁放置在水平桌面上保持静止。下列有关说法正确的是(
)A.
揭开“磁生电”奥秘的科学家是奥斯特
B.
导线ab在水平方向运动,电流计指针不会发生偏转
C.
导线ab在竖直方向运动,电流计指针会发生偏转
D.
保持其它条件不变,把蹄形磁铁的两极对调,则产生的感应电流方向会改变 9 10【答案】D【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流。感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运动方向或磁场的方向,感应电流的方向会发生相应的改变。如果电路不闭合,当导体做切割磁感线运动时,导体中不会产生感应电流,但在导体两端会有感应电压。
A、揭开“磁生电”奥秘的科学家是法拉第,揭开“电生磁”奥秘的科学家是奥斯特,故A说法错误。
B、、图中磁铁内部空间磁场方向是竖直向下,当导线ab在水平方向运动时,在做切割磁感线的运动,导体中会产生电流,所以电流计指针会发生偏转,故B说法错误。
C、电流计指针会发生偏转、图中磁铁内部空间磁场方向是竖直向下,导线ab在竖直方向运动时,没有做切割磁感线的运动,导体中不会产生电流,所以电流计指针不会发生偏转,故C说法错误。
D、因为感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关,改变导体的运动方向或磁场的方向,感应电流的方向会发生相应的改变。所以当保持其它条件不变,把蹄形磁铁的两极对调时,则产生的感应电流方向会改变,故D说法正确。故答案为:D10.(2020八下·温岭期中)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的是(
)A.
取走磁体,电吉他将不能正常工作
B.
选用铜质弦,电吉他仍能正常工作
C.
增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电流
D.
弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化【答案】B【解析】根据电吉他的拾音器的工作原理分析。A.根据“弦振动时,在线圈中产生感应电流”可知,拾音器的工作原理是电磁感应现象,如果没有磁铁,琴弦就不能在磁场中做切割磁感线运动,电吉他就不能正常工作,故A正确不合题意;
B.只有铁磁性物质才能被磁化,而铜不是铁磁性物质,故B错误符合题意;
C.每个线圈相当于一个小电源,线圈匝数越多,那么相当于串联的电源越多,自然电压就越大,通过线圈中的电流就越大,故C正确不合题意;
D.感应电流的方向与磁场方向和导体的运动方向有关,在琴弦振动的过程中,它的运动方向不断变化,所以线圈中的电流方向不断变化,故D正确不合题意。
故选B。11.下列装置中,利用电磁感应原理工作的是()A.
电磁起重机
B.
动圈式话筒
C.
扬声器
D.
电磁继电器【答案】B【解析】解:A、电磁起重机是利用了电流的磁效应,不符合题意;B、麦克风(动圈式话筒)工作时,即人说话的声音使得线圈在磁场中运动,结果是产生电流,利用电磁感应现象原理,符合题意;C、扬声器是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的,不符合题意;D、电磁继电器是利用电流的磁效应的原理制成的,不符合题意.故选B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流;明确选择项中提到的这四个电学设备的制成原理,然后与题目要求对应,从而可以得到答案.12.当代人的生活离不开音乐,音箱的主要元件是扬声器,下面实验现象中能说明扬声器原理的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】C【解析】扬声器是磁场中的线圈在通入交变电流时受力发生振动,即通电导体在磁场中受力;故对下面的各个选项逐个分析即可判断;解:扬声器是磁场中的线圈在通入交变电流时受力发生振动,即通电导体在磁场中受力.A、此图中没有电源,即开关闭合后,当导体ab切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流,即电磁感应现象,故A错误;B、该实验是奥斯特实验,说明通电导线周围有磁场,故B错误;C、此图中有电源,当磁场中的导体通电后会受力运动,即说明通电导线在磁场中受力的作用,故C正确;D、此图是通电螺线管,说明通电导线周围有磁场,故D错误;故选C.13.(2016八下·桐乡期中)如图所示,对甲、乙、丙、丁四幅实验装置图解释正确的是(
)A.
甲是磁场能产生电流
B.
乙是电磁继电器,它是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关
C.
丙是通电导体在磁场中受到力的作用
D.
丁是闭合电路的一部分导体放入磁场中,导体中就产生电流【答案】B【解析】由实验装置可知实验所揭示的现象及所对应的物理规律.解:A、通电导体放在小磁针上方时,小磁针发生了偏转,说明通电导线周围存在磁场,故A错误;B、当线圈中通电后,对衔铁产生吸引力将开关与C闭合,当断开电流后,磁力消失,开关与A接触,故是电磁继电器,故B正确;C、丙中当导体在磁场中运动时,电流表中产生感应电流,即属于电磁感应现象,故C错误;D、当导体中通以电流时,导体棒会在磁场中运动,即通电导体在磁场中受力的作用,故D错误;故选B.14.(2019八下·乐清期末)如图是一种跳绳计数器的原理图,跳绳时每跳一次,震动传感器内小磁铁上下跳动一次,线圈内产生电流,电子计数器记录一次。该计数器工作时的主要原理是(
)A.
通电导线周围存在磁场
B.
磁极间的相互作用规律
C.
通电导线在磁场中受力运动
D.
电磁感应现象 14 【答案】D【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,在闭合电路中会产生感应电流这就是电磁感应现象。图中电子计数器,线圈组成闭合回路,震动传感器内的小磁铁产生磁场,小磁铁上下跳动时磁场相对于线圈发生运动,可认为是线圈做切割磁感线运动,满足电磁感应现象,所以产生电流。由分析可知,图中所示装置满足了电磁感应现象的条件,线圈内产生电流的主要原理是电磁感应现象,D正确,A、B、C错误。
故选D15.下列说法中正确的是(
)A.
电灯和电铃都应用了电磁铁
B.
发电机工作时将机械能转化为电能
C.
磁场和磁感线是客观存在的
D.
电动机是利用电磁感应现象制成的【答案】B【解析】此题考查:(1)电灯和电铃的工作原理;(2)发电机的工作原理是电磁感应;(3)电动机工作过程中能量的转化情况;(4)磁感线的了解。考查的知识点比较多,但只要掌握最基础的相关知识即可解答,难度不大。电灯不是应用电磁铁来工作的,而是利用了电流的热效应;电铃是应用电磁铁来工作的,A选项错误;发电机是产生电能的装置,工作时将机械能转化为电能,B选项正确;磁场是真实存在的,而磁感线只是人们为研究磁场而建立的一种模型,不是真实存在的,C选项错误;电动机不是利用电磁感应现象而是利用通电导线在磁场中受力转动来工作的,D错误。故选B。16.如图所示,是电磁现象的四幅装置图,下列分析错误是(
)A.
图甲动圈式扬声器利用了电磁感应原理发声
B.
图乙装置,说明电流周围存在磁场
C.
图丙装置研究的是磁场对电流的作用
D.
图丁装置是发电机的结构原理图【答案】A【解析】根据对电与磁几个重要实验装置图的认识来判断:(1)发电机原理图描述了线圈给外界的用电器供电;电动机原理图描述了电源给线圈供电;(2)电磁感应现象装置图没有电池;磁场对电流的作用装置图有电池.解:A、动圈式扬声器是将电信号转化成声信号,它是利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的,故A错误;B、该实验是奥斯特实验,即说明通电导线周围存在着磁场,故B正确;C、实验研究的是通电导体在磁场中受力而运动,电动机是依据此原理制成的,故C正确;D、装置中没有电源,即线圈转动时,电路中就会产生感应电流,即电磁感应现象,该过程是将机械能转化为电能的过程,发电机的原理,故D正确.故选A.17.(2019八下·杭州期中)如图是杋场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景,当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流,如果能检测出这种变化,就可以判定探测线圈下面有金属物体了。图中能反映出金属探测器工作原理的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】根据“当探测线圈靠近金属物体时,在金属物体中就会产生电流”可知,金属探测器的工作原理其实就是电磁感应现象。根据题目描述可知,金属探测器的工作原理其实就是电磁感应现象。
A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生改变,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,移动磁场中的金属棒ab,电流表的指针发生偏转,说明有电流产生,这就是电磁感应现象,故B符合题意;
C.当闭合开关后,小磁针的指向发生改变,说明通过电流的线圈周围存在磁场,故C不合题意;
D.闭合开关后,通过电流的导体在磁场中受力运动,故D不合题意。
故选B。18.(2020八下·仙居期末)如图甲所示,小柯用漆包线绕成矩形线圈,将线圈两端的导线拉直并用刀将漆刮掉,作为转动轴,将线圈放在金属支架上。在它下面放一块小磁体。用纸做一个小风车固定在转动轴上。将装置与小量程电流表相连。用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转。乙图中的四个实验与小柯的实验原理相同的是(
) A B C DA.
通电导体使小磁针转动B.
通电导体在磁场中受力运动
C.
导体切割磁感线产生电流D.
通电线圈能吸引大头针【答案】C【解析】根据“用力使小风车转动起来,可观察到电流表指针发生偏转”可知,小柯实验装置的原理就是电磁感应现象,据此分析判断。A.当导线中有电流经过时,小磁针的指向发生偏转,说明电流周围存在磁场,故A不合题意;
B.闭合开关后,通过电流的金属棒在磁场中受力运动,故B不合题意;
C.金属棒在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针摆动,说明有感应电流产生,故C符合题意;
D.通电线圈能吸引大头针,利用的电流的磁效应,故D不合题意。
故选C。19.关于电与磁实验的装置图,其中用来研究产生感应电流条件的是()A.
B.
C.
D.
【答案】A【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中有感应电流产生,这种现象是电磁感应现象.电磁感应电路中开始时是没有电流的,后来产生了感应电流.电流能产生磁场,磁场能产生电流,磁场对电流有力的作用,这三个实验装置不同,能的转化不同,制成的元件不同,注意区分.解:A、如图,闭合开关,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中有感应电流产生,是探究产生感应电流条件的实验装置.符合题意.B、如图,是探究通电导体周围存在磁场的奥斯特实验.不符合题意.C、如图,是探究电磁铁磁性强弱的影响因素的实验装置.不符合题意.D、如图,是探究通电导体在磁场中受力运动的实验装置.不符合题意.故选A.20.电能的利用给人们的生产、生活带来了很多方便,但如果使用不当也会带来危害,“珍爱生命、注意安全”是同学们日常生活中必须具有的意识.下列说法中不利于安全的是(
)A.
控制电灯的开关要接在零线上
B.
更换电灯前要先断开电源开关
C.
打雷下雨时不能站在大树下避雨
D.
绝缘层破损的导线要及时更换【答案】A【解析】A、控制电灯的开关要接在火线上,这样断开开关时电灯处才不会带电,故A符合题意;B更换电灯前要先断开电源开关,可防止触电事故的发生,故B不合题意;C打雷下雨时不能站在大树下避雨,否则易发生雷击现象,故C不合题意;D绝缘层破损的导线要及时更换,可防止触电事故的发生,故D不合题意.故选A.根据安全用电的要求,开关必须接在电灯和火线之间;更换电灯前要先断开电源开关;雷雨时不能站在大树下;绝缘层破损的导线要及时更换.21.(2020八下·绍兴月考)如图所示,科学实验小组的同学,把一条长为15m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合回路。两个同学迅速摇动这条电线,其中电流表发生偏转最明显的站立方式是(
)A.
东北与西南方向站立
B.
西北与东南方向站立
C.
南北方向站立
D.
东西方向站立 21 22【答案】D【解析】电磁感应发生的条件:①闭合电路的部分导体;②在磁场中做切割磁感线运动。
地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是南北方向分布的,只有两个同学东西方向站立时,摇动的电线才会切割磁感线且切割的磁感线数量越多,而产生最大的感应电流,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。22.若地磁场在某区域的磁场强弱和方向处处相同,小明在该区域某处竖直拿着闭合的矩形导电线圈面向南方,如图,则能使线圈中产生感应电流的操作是(
)A.
南北移动线圈
B.
将线圈转至水平
C.
东西移动线圈
D.
上下移动线圈【答案】B【解析】ACD、整个闭合电路都在磁场中,不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,因此无感应电流产生,故ACD均不符合题意;B、将线圈从竖直转至水平,闭合电路,是部分导体在磁场中做了切割磁感线运动,因此会产生感应电流,回路的有效面积发生变化,磁通量发生了变化,可以产生感应电流,故B符合题意。故选:B产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动,即回路中的磁通量发生变化,满足上述条件,导体中才有感应电流。23.图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时,运动方向已用箭头标出,图甲中的导线ab,当它下列说法正确的是(
)A.
在位置1时,电路中不会产生感应电流
B.
图甲的电路中没有电源
C.
在位置3时,电路中不会产生感应电流
D.
发电机产生的电流方向不变 23 24【答案】A【解析】AC、小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直纸面的轴转动的一根导线,它是闭合电路的一部分。由图磁感线方向水平向右,1的运动方向与磁感线方向平行,不切割磁感线,不能产生感应电流;2、3、4的运动方向切割磁感线,能产生感应电流,故A正确,C错误;B、发电机的原理是电磁感应现象,将机械能转化为电能,发电机线圈就是电源,故B错误;D、发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向都随时间作周期性的变化,这种电流叫交流电,故D错误。故选A产生感应电路的条件:①闭合电路的一部分导体;②导体切割磁感线运动。根据图示判断1、2、3、4位置按箭头方向运动时,是否切割磁感线即可判断出能否产生感应电流。产生感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。24.如图,课外探究小组的同学,把一条大约10m长电线的两端连在一个灵敏电流表的两个接线柱上,形成闭合回路.两个同学迅速摇动这条电线,可以发电使电流表发生偏转.你认为这两个同学朝哪个方向站立时,发电的可能性比较大?(
)A.
朝东西方向站立
B.
朝南略偏东方向站立
C.
朝南北方向站立
D.
朝北略偏东方向站立【答案】A【解析】由于地球的周围存在磁场,且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极,所以当两个同学在迅速摇动电线时,总有一部分导线做切割磁感线运动,因此电路中就产生了感应电流,导致了电流表的指针偏转。要使感应电流变大,就要使导线尽可能地切割更多的磁感线,由于磁感线是南北方向的,所以两个同学东西方向站立,切割的磁感线最大,即产生的感应电流最大。故选A电流表指针偏转,可以确定这是电磁感应现象。因此要使产生的感应电流变大,就要使导体切割更多的磁感线,结合地磁场的方向即可确定这两个同学的站立方向。25.如图表示闭合电路的部分导体在磁场中向左运动,产生的感应电流的方向垂直纸面向外,则在下列选项中,感应电流方向正确的是(
)A.
B.
C.
D.
【答案】B【解析】AB、与已知图相比,磁场方向不变,导体切割磁感线的运动方向发生改变,感应电流的方向也将发生变化,变为垂直纸面向里,故A错误,B正确;C、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向不变,感应电流的方向将发生变化,则C图电流的方向应变为垂直纸面向里;故C错误;D、与已知图相比,磁场方向改变,导体切割磁感线的运动方向也改变,故电流的方向会改变两次,即与原来的方向相同,则D图电流的方向应为垂直纸面向外,故D错误。故选B感应电流的方向与导体的运动方向和磁感线的方向有关;即改变一个量后,感应电流的方向就改变一次。26.关于产生感应电流的条件,下列说法中正确的是(
)A.
任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流
B.
当闭合电路中的一部分导体在磁场中运动时,一定能产生感应电流
C.
当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线运动时,就能产生感应电流
D.
当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,就能产生感应电流【答案】D【解析】A、导体在磁场中运动,若没有闭合回路是不会产生感应电流的;即使是闭合的回路,导体的运动既可以是沿磁感线运动,也可是切割磁感线,只有切割才会产生感应电流,故A错误;B、只有闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动才能产生感应电流,如果不切割磁感线,就不会产生感应电流,故B错误;C、当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感应线运动时,不切割磁感线,即穿过闭合电路的磁通量不发生变化,则闭合电路中没有感应电流,故C错误;D、当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感应线运动时,磁通量发生变化,才一定会产生感应电流,故D正确。故选:D产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化,或只有闭合回路中的部分导体切割磁感线才能在回路中产生感应电流。27.如图所示,虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线.当线框从位置A向右匀速移动到位置B时,线框内产生感应电流的情况,下列说法中正确的是(
)A.
无→有→无→有→无
B.
无→有→无
C.
没有感应电流
D.
一直有感应电流【答案】A【解析】感应感应电流的条件可知,线框A进入磁场前,不能切割磁感线,因此无感应电流产生;当线框A从刚进入到全部进入前,上下两边没有切割磁感线,左右两边切割磁感线。当线框向右运动时,右边的导线做切割磁感线运动,其左边处于磁场外,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部进入磁场后,整个闭合电路都在磁场中,不是一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,不符合产生感应电流的条件,因此无感应电流产生;当线框A刚从磁场中出来到全部出来前,线框左边做切割磁感线运动,符合产生感应电流的条件,此时有感应电流产生;当线框A全部出来后,不能切割磁感线,因此无感应电流产生,故A选择正确。故选A产生感应电流的条件是:闭合电路的部分导体需要在磁场中切割磁感线。28.(2019九上·秀洲期末)如图,铜质圆环从条形磁铁的正上方由静止开始下落。在此过程中,下列分析不正确的是(
)A.
铜环在下落过程中部分机械能转化为电能
B.
铜环落到桌面停止时其温度可能升高
C.
铜环在下落过程中铜环的重力是做功的
D.
铜环在下落过程中的机械能是守恒的【答案】D【解析】铜质金属环从上方由静止开始下落时,到达S极过程中:穿过铜环的磁通量先增加后减小;从S极下落到磁铁中点的过程中:穿过铜环的磁能量增加;从中点落到地面的过程中:穿过铜环的磁通量减小。ABD、铜环在下落的过程中,穿过铜环的磁通量一直在变化,也就是有感应电流产生,也产生了一部分电热,总能量等于电热加铜环的机械能,机械能不守恒,故AB正确,但不符合题意,D错误,但符合题意;
C、铜环在下落的过程中,在重力的作用下通过一定的距离,重力做功,故C正确,但不符合题意;
故选D。二、填空题(共10题;共32分)29.根据所学知识,完成问题:(1)如图甲所示,当悬挂着的导体棒ab在磁场中左右运动时,观察到小量程电流表的指针会摆动,随着对这种现象的深入研究,人们发明制造了________机。(2)如图乙所示是一种“手摇充电式电筒”,握住它上下摇动就能自动充电。从透明外壳可观察到内部有固定线圈;摇动时可感觉到内部有一个物块在来回滑动,据此猜测,这种电筒的制造原理是________,其中那个滑动的物块是________。【答案】(1)发电
(2)电磁感应现象;磁铁【解析】(1)掌握电磁感应现象.
(2)当闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动时,回路中可以产生感应电流.解:(1)当导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表的指针发生了偏转,说明电路中有电流产生;这种现象就叫电磁感应现象;因此人们发明制造了发电机,实现了机械能向电能的转化.
(2)“手摇充电式电筒”消耗了机械能产生了电能;握住它上下摇动为了让线圈切割磁感线产生感应电流,故是利用了电磁感应原理;由于线圈是固定的,因此那个滑动的物块是磁铁.
故答案为:(1)发电;(2)电磁感应现象;磁铁.30.(2019八下·义乌期中)如图所示,通电螺线管的上方有一个静止的小磁针,轴线上右边的圆圈表示闭合电路中的一部分导体的横截面,由图可知,导线的a端应接电源的________(选填“正”或“负”)极;闭合电路的这部分导体分别向“1”、“2”、“3”、“4”四个方向运动时,沿________方向运动能产生感应电流。【答案】负;“1”或“3”【解析】(1)首先根据“异名磁极相互吸引”判断电磁铁的磁极,然后根据安培定则判断线圈上的电流方向,进而确定a端接电源的正极还是负极;
(2)首先确定电磁铁右端磁感线的方向,然后判断哪个方向的运动切割磁感线即可。(1)小磁针的右端是N极,左端是S极,根据“异名磁极相互吸引”可知,电磁铁的左端是N极。右手握住螺线管,大拇指指向左边,四指指向上面,因此线圈上电流向上,那么b端接电源正极,a端接电源负极;
(2)电磁铁右端的磁感线方向是水平向右的,只有沿1和3两个方向运动时才切割磁感线,才能产生感应电流。
故答案为:(1)负;(2)1或331.
根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成的________
机,在生产和生活中得到了广泛的应用.在探究感应电流产生条件的实验中,要改变电流方向,可以改变导体切割运动方向或________
方向.【答案】电动;磁场【解析】解:(1)根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成了电动机,其工作时将电能转化为机械能;(2)电磁感应现象中,感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关,因此要改变电流的方向,可以改变导体切割运动方向或磁场方向.故答案为:电动;磁场.(1)根据通电导体在磁场中受力运动的原理制成了电动机;(2)电磁感应现象中,感应电流以的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关.32.(2020八下·衢州期中)阅读有关科学发展的材料,回答相关的问题。【材料一】亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。伽利略的观点:如果物体在运动中不受力的作用,它的速度将保持不变。牛顿总结了伽利略和笛卡尔等人的研究成果,得出了牛顿第一定律。【材料二】原子结构认识史:科学家对原子内部结构的研究仍在继续。但也有科学家质疑:原子内部的微粒真的无限可分吗?【材料三】奥斯特在1820年发现电流的磁效应后,不少物理学家探索磁是否也能产生电。1831年,法拉第发现通电线圈在接通和断开的瞬间,能在邻近线圈中产生感应电流的现象。紧接着做了一系列的实验,探明产生感应电流的规律,更进一步的认识电和磁之间的联系。从此电力、电信等工程的发展,发电机、变压器等重要的电力设备制成,极大地推动了社会生产力的发展。(1)伽利略观点的研究对象是“运动的物体”,牛顿观点的研究对象是“一切物体”,比较牛顿和伽利略的观点,牛顿的研究对象除了关注“运动的物体”外,还包括了________________________________________。(2)科学家在探索原子结构内部奥秘时,在不断的实验中重建模型,下列有关模型的说法合理的是_____。A.模型是在实验和发现中不断修正和完善的B.模型一定是研究对象本身的放大或缩小,不可改变C.建立模型有助于我们认识和理解许多自然事物的本质(3)下列有关电与磁的应用装置中,属于应用电磁感应原理工作的是
。A.电动机B.动圈式话筒(麦克风)C.动圈式扬声器D.电铃(4)根据以上信息,谈谈你对科学发展的认识:________(写出一点即可)。【答案】(1)静止的物体
(2)A、C
(3)B
(4)一个科学规律的得出,需要几代、甚至几十代科学家的共同努力(科学的发展需要一定的科学技术;科学研究需要一定的科学方法;科学发展需要不断质疑;科学发展离不开实验)【解析】(1)根据是否运动,物体可以分为运动的物体和静止的物体;
(2)模型法借助于与原型相似的物质模型或抽象反映原型本质的思想模型,间接地研究客体原形的性质和规律,是通过引入模型(能方便我们解释那些难以直接观察到的事物的内部构造,事物的变化以及事物之间的关系的符号、公式、表格、实物等)将物理问题实际化。
(3)闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流,这就是电磁感应现象;
(4)可以从科学研究的时间长度、方法等方法思考解答。(1)伽利略观点的研究对象是“运动的物体”,牛顿观点的研究对象是“一切物体”,比较牛顿和伽利略的观点,牛顿的研究对象除了关注“运动的物体”外,还包括了静止的物体;
(2)A.模型是在实验和发现中不断修正和完善的,故A正确;
B.模型不一定是研究对象本身的放大或缩小,可能是与对象相似的物质模型或思想模型,故B错误;
C.建立模型有助于我们认识和理解许多自然事物的本质,故C正确。
故选AC。
(3)A.电动机的工作原理是:通电导体在磁场中受力运动,故A不合题意;
B.动圈式话筒(麦克风)的工作原理:声音振动带动线圈振动,线圈切割磁感线产生强弱变化的电流,属于电磁感应现象,故B符合题意;
C.动圈式扬声器的工作原理:强弱不同的电流经过线圈时,线圈在磁场中受力运动起来,带动纸盆发出声音,故C不合题意;
D.电铃的主要工作部分为电磁铁,故D不合题意。
故选B。
(4)根据以上信息,我对科学发展的认识如下:一个科学规律的得出,需要几代、甚至几十代科学家的共同努力(科学的发展需要一定的科学技术;科学研究需要一定的科学方法;科学发展需要不断质疑;科学发展离不开实验)33.如图所示,当开关S接“1”,将滑动变阻器片P由左端滑向右端,弹簧将________(选填:“伸长”或“缩短”);当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至右端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,产生电磁感应,电流表的指针会________(选填:“发生偏转”或“不动)。 33 34【答案】伸长;发生偏转【解析】利用安培右手定则判断通电螺线管的N、S极,在根据磁极间的作用规律判断弹簧的变化;闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流。当开关S接“1”,根据右手定判断出电螺线管的上端为N极,与上面的S极相互吸引,同时随着将滑动变阻器片P由左端滑向右端,变阻器阻值变小,电流增大,通电螺线管的磁性增强,所以弹簧长度会伸长;当开关S接“2”,将滑动变阻器片P滑至右端,并剪断弹簧,让条形磁体穿过线圈,此时相当于闭合电路的一部分导体在做切割磁感线的运动,会产生电磁感应现象,闭合电路中会产生感应电流,所以电流表的指针会发生偏。
故答案为:伸长;发生偏转34.(2019八下·秀洲月考)发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出。小明设计了如图所示的装置,使线圈沿水平方向左右移动,此时会看见两只发光二极管________,该装置发光的根据是________原理。【答案】交替发光;电磁感应【解析】线圈中间的磁铁会产生磁场,外面的线圈相当于闭合电路的部分导体,根据电磁感应的原理进行解答即可。
线圈沿水平方向左右移动时,会切割磁感线,这时会在线圈中产生方向不断变化的电流;一会电流从二极管的正极流入,负极流出,一会没有电流流过,因此两个二极管交替发光,该装置发光的根据是电磁感应现象。
故答案为:交替发光;电磁感应35.小明用自己的零用钱为妈妈买了一个内置电动机的按摩棒,如图。(1)用A型按摩头振动按摩时,小明妈妈说有些疼痛。除了施力小些外,还可以换上________型按摩头。(2)闭合开关,电动机带动按摩头振动,指示灯发光。断开开关,指示灯熄灭,用手按压按摩头,按摩棒上的指示灯又发光,这是由于________现象造成的。由此可判断,在正常使用时指示灯与按摩棒电动机是________(选填“串”或“并”)联的。(3)按摩棒的技术参数如表,请计算该按摩棒正常使用12分钟消耗的电能。________产品技术参数品名:按摩棒
型号LY-606A频率50Hz电压220V额定功率25W【答案】(1)C
(2)电磁感应;并
(3)0.005千瓦时(或1.8×104焦耳)【解析】(1)感觉疼痛的大小是压力作用效果的大小,压力作用效果跟压力大小和受力面积大小有关,减小压强的方法是在压力一定时,增大受力面
积;或在受力面积一定时,减小压力。
(2)①指示灯发光,指示灯中一定有电流,但是此时已经断开电源,因为手的按压使指示灯发光,一定是机械能转化为电能,这种现象是电磁感应现象;②根据按摩头和指示灯是否互相影响判断两者的连接关系。
(3)利用功率公式W=Pt代入计算即可。(1)用A型按摩头振动按摩时,小明妈妈感到疼痛,是因为压力作用效果比较大,为了减小压力作用效果,可以在受力面积一定时减小压力,也
可以在压力一定时增大受力面积,C与A、B相比受力面积最大,所以选择C按摩头。
(2)①断开电源,手按压按摩头时,指示灯发光,说明指示灯中有电流通过,机械能转化为电能,这种现象是电磁感应现象。②断开开关,按摩头不振动,指示灯熄灭,用手按压按摩头,按摩棒上的指示灯又发光,根据电磁感应现象,按摩头处相当于电源,由于开关是断开的,所以只有指示灯和按摩头是并联时指示灯才会发光。故填并联。
(3)先将单位进行换算,然后利用功率公式W=Pt代入计算即可解:t=12分钟=0.2小时W=Pt
=0.025千瓦时×0.2小时=0.005千瓦时(或W=Pt=25瓦×12×60秒=1.8×104焦耳)答:该按摩棒正常使用12分钟消耗的电能0.005千瓦时(或1.8×104焦耳)。36.如图所示,质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B,从同一高度同时自由落下,途中经过某一磁场区域(“×”表示磁场方向垂直纸面向里).不计空气阻力,两线框________先落地,你的判断依据________________________________________________________。【答案】B;A经过磁场时,由于电磁感应,阻碍了线圈下落【解析】金属框由静止自由下落到地面的过程中,在进入或离开磁场时金属框通过磁场会产生感应电流,有一部分机械能转化为电能,所以在此过程中金属框机械能减少;塑料框由静止自由下落到地面的过程中,塑料框通过磁场不会产生感应电流,所以重力势能全部转化为动能,机械能守恒;又因为金属框和塑料框质量相等,在最高点时,重力势能相等,因此,在落地时线圈A的动能小于线圈B的动能,可见A的下落速度小于B的下落速度,B先落地.故答案为:B;A经过磁场时,由于电磁感应,阻碍了线圈下落.从能的转化角度分析,金属框和塑料框质量相等,在最高点时,重力势能相等,分析金属框和塑料框的区别,根据电磁感应的知识进行分析.37.如图甲,将玩具电动机、电池、小电灯、开关用导线连接起来.(1)闭合开关,电动机转动,这是利用通电线圈在________里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的措施是________.(2)刚闭合开关时,小电灯发出明亮的光,但随着电动机转得越来越快,小电灯的亮度逐渐减弱;当转速正常时,小电灯的亮度稳定不变,此时用手指轻轻捏住电动机的转轴,使电动机的转速减慢,你猜想这时小电灯的亮度将________(选填“变亮”“变暗”或“不变”),理由是________.(3)如果将小电灯换成灵敏电流表,电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是________现象,它在生活中的应用有________(举出一例即可).【答案】(1)磁场;改变电流的方向
(2)变亮;电流变大
(3)电磁感应;发电机【解析】(1)闭合开关,电动机转动,电动机的原理就是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理工作的;如果想改变电动机的转动方向,我们可以采取的方法是:改变电流的方向或改变磁场的方向;(2)捏住电动机的转轴,会将电动机消耗的电能转化为内能,由非纯电阻电路转化为纯电阻电路,电源输出的所有功率都变为线圈电阻消耗的热功率了,而加在其上的电压不变,所以电流急剧上升,电动机线圈大量发热,此时电流变大,灯泡变亮;(3)电路连接如图乙,当用手快速转动电动机转轴时,发现灵敏电流表指针偏转,这是电磁感应现象,它在生活中的应用有发电机等.(1)通电导体在磁场中会受力转动,影响电动机转动方向的因素有:电流的方向和磁场的方向;(2)当电路中电流变大时,灯泡就会变亮;(3)发电机就是根据电磁感应现象制成的.38.如图所示,AB和CD是两根固定且平行的水平金属导轨,符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场的磁感线.现将铜棒EF和GH垂直放在滑轨上,当拉动GH使其向左移动时,发现EF也向左移动,说明铜棒里________(选填“有”或“无”)电流产生,EF受到的是磁场力的作用.当拉动GH使其向右移动时,EF应向________(选填“左”或“右”)移动,理由是:________;此过程中能量的转化是:________。【答案】有;右;运动方向的改变,导致感应电流方向变化,导致受力方向改变;机械能-电能-机械能【解析】GH运动产生感应电流,GH当做电源,把电流提供给EF,从而使EF受磁场力而产生运动,所以也会向左运动;拉动GH使其向右移动时,EF应向右运动.这是由于感应电流的方向和导体运动的方向有关,感应电流的方向改变,导致运动方向改变;此过程的能量的转化是:机械能转化为电能,电能又转化为机械能。故答案为:有,右,运动方向的改变,导致感应电流方向变化,导致受力方向改变,机械能-电能-机械能导体GH在磁场中做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,EF中有电流通过,其在磁场中受力运动;从决定感应电流方向的因素入手分析,结合通电导体在磁场中受力的方向与电流方向有关,即可确定拉动GH使其向右移动时铜棒EF的运动方向;EF中的能量转化是将机械能转化为电能,GH中的能量转化是将电能转化为机械能。三、实验探究题(共7题;共32分)39.(2020八下·温州期中)小明发现电吉他的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如图1所示,由铜线绕成线圈,金属吉他弦被磁化成一个磁体,拨动吉他弦的时候就相当于铜线圈在切割弦的磁场,从而产生感应电流,电流越大声音越响。小明想探究吉他的响度与什么有关。用电流检测仪器测得某一次拨弦的电流情况,如图2所示。小明得出吉他的响度与弦的振动的幅度有关,越用力拨弦(使弦拉伸幅度变大,振动变快),声音越响的结论。(1)小刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,你觉得实验存在哪些问题____________________。(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是__________________________。(3)在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方是____________________________________________________________________。【答案】(1)实验存在两个变量,振动幅度和振动速度
(2)切割磁感应线方向在改变
(3)增强磁体的磁性或增加线圈的匝数【解析】(1)根据控制变量法的要求,探究一个因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,注意实验中存在两个变量;
(2)在电磁感应现象中,电流方向与导体的运动方向和磁场方向有关;
(3)扬声器的响度与电流的大小有关,而感应电流的大小与磁场的强度和线圈的匝数多少有关。(1)刚同学觉得小明同学的实验结论不够科学,实验中存在的问题是:实验存在两个变量,振动幅度和振动速度;
(2)观察图2可知电流方向在不断变化,引起电流方向变化的原因是切割磁感应线方向在改变。
(3)在不改变拾音装置的前提下,想让同样弹奏情况下的响度更大,可对图中装置进行改良的地方:增强磁体的磁性或增加线圈的匝数。40.(2020八下·吴兴期中)小科对手机无线充电的原理感到好奇。查阅资料后得知:充电时充电器内的发射线圈产生磁场,手机内的接收线圈会产生感应电流给电池充电,结构如图甲。学过电磁感应原理的小科提出质疑:手机和充电器在充电过程中都不动,并没有做切割磁感线运动,为何会产生感应电流?对此,他设计了图乙实验进行验证。操作序号开关及滑动变阻器状态灵敏电流计指针偏转方向1开关由断开变为闭合向左2开关由闭合变为断开向右3开关闭合时,滑片向左移动向左4开关闭合时,滑片向右移动向右5开关闭合后,滑片不移动不偏转6改变电源正负极,闭合开关,滑片向左移动向左7改变电源正负极,闭合开关,滑片向右移动向右(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的________时,P线圈中就会产生感应电流。(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)________。(3)小科发现不同情况下灵敏电流计指针偏转方向不同。他猜测与Q线圈中的电流方向改变有关于是进行实验并记现象。请判断小科的说法是否正确,并合理选择上表格中的两次实验说明理由________。【答案】(1)电流
(2)该闭合电路内磁感线数量未发生改变
(3)不正确,比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关,故小科的论证不正确。【解析】(1)开关由断开变为闭合时,电流变大;开关由闭合变为断开时,电流变小;开关闭合时,滑片向左移动,电流变大;开关闭合时,滑片向右移动,电流变小……,这些都是线圈中的电流有变化时,就会产生感应电流。
(2)根据丙图可知,当导体ab上下运动时,它始终没有切割磁感线,即通过闭合电路的磁感线数量不变,因此不会产生感应电流;
(3)要探究线圈中的电流方向是否会影响电流计指针偏转方向时,必须控制其它因素相同,而改变电流方向。(1)通过实验小科发现当Q线圈有变化的电流时,P线圈中就会产生感应电流。
(2)小科向老师请教,得知当闭合电路围成的平面内,磁感线数量发生改变时,电路中就能产生感应电流。请根据上述事实,解释课本实验中导体ab上下运动时不产生感应电流的原因(图丙)该闭合电路内磁感线数量未发生改变。
(3)小科的说法不正确,理由是:比较3、6或4、7,电流方向改变,其他条件不变,灵敏电流计指针偏转方向不改变,说明感应电流方向与Q线圈中的电流方向无关。41.(2019八下·秀洲月考)
(1)如图是电学中很重要的两个实验,其中甲图装置是研究________的规律;乙图装置是研究电磁感应现象的规律。(2)如丙图中左图是法拉第发明的能够产生持续电流的机器:发电机,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。金属圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。某校探究小组仿制了这个发电机装置(如丙图中右图),对影响电流大小的因素进行如下探究:①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟________有关;②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟________有关;③保持圆盘转速不变,换用________
,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关。【答案】(1)通电导体在磁场中受到力而运动
(2)转速或者切割磁感线的速度;切割磁感线的导线长度;磁性更强的磁体【解析】(1)在电磁学部分,研究电磁感应和通电导体在磁场中受力运动的电路十分相似。如果电路中有电源,那么这个肯定是研究通电导体在磁场中受力运动的;如果没有电源,那么肯定是研究电磁感应现象的;
(2)①分析哪个因素发生改变即可;
②仍然分析哪个因素发生改变;
③结论中告诉我们,电流大小与磁场强弱有关,因此这次应该想办法改变磁场强弱。(1)如图是电学中很重要的两个实验,其中甲图装置是研究通电导体在磁场中受到力而运动的规律;乙图装置是研究电磁感应现象的规律。
(2)①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟转速或者切割磁感线的速度有关;
②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟、切割磁感线的导线长度有关;
③保持圆盘转速不变,换用磁性更强的磁体,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关。42.(2018八下·柯桥月考)风是一种潜力很大的新能源,地球上可用来发电的风力资源,几乎是现在全世界水力发电量的10倍.目前全世界每年燃烧煤所获得的能量,只有风力在一年内所提供能量的三分之一.因此,国内外都很重视利用风力来发电,开发新能源.某学校科技小组结合所学知识,对“风力发电”展开探究.(1)科技小组探究“风力发电”,应选取下列相应的哪套装置________,原理是____________________.A.
B.C.
D.(2)下列实验中可以让磁场产生电流,必须的操作是_____(多选)
A.实验时,开关要闭合,接通电路;
B.电路的一部分导体,在磁场中运动;
C.整个电路都在磁场中做切割磁感线运动;
D.电路的一部分导体,在磁场中做切割磁感线运动;
E.导体切割磁感线的速度必须要快;(3)在探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制________不变.
(4)在探究“感应电流大小与什么因素有关”时,科技小组的同学猜想:感应电流的大小可能与磁场的强弱和导体切割磁感线的速度有关。他们探究感应电流大小与磁场的强弱的关系,逐渐增大________,但得到的感应电流变化不定,没有规律,原因是__________________________________________________。
(5)风力发电的工作过程是将风能转化为叶片的动能,再通过发电机转化为________能.
【答案】(1)B;电磁感应原理
(2)A,D
(3)切割磁感线方向
(4)磁场强度;没有控制导体运动速度和方向不变
(5)电【解析】(1)发电机的工作原理是电磁感应,在它的原理图中不能出现电源;
(2)发生电磁感应有两个必要因素:闭合电路的部分导体和在磁场中做切割磁感线运动;
(3)感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关;
(4)感应电流的变化可能是电流的大小变化,也可能是电流的方向变化,从影响电流大小和方向的因素角度考虑;
(5)所有的发电机都是将机械能转化为电能。(1)“风力发电”的原理其实就是发电机的原理,即电磁感应;在探究电磁感应的实验中,由于这个实验是发电的,因此电路中肯定不会有电源,因此应选取B套装置。
(2)闭合电路的部分导体,在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,因此让磁场产生电流,必须的操作是A和D。
(3)感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关,因此在探究感应电流方向与磁场方向的关系,应控制切割磁感线的方向不变,改变磁场方向。
(4)根据“控制变量法”的要求,科技小组的同学探究感应电流大小与磁场的强弱的关系,逐渐增大磁场强度,但由于没有控制导体运动方向速度和方向不变,因此得到的电流大小和方向不断变化,没有规律。
(5)风力发电的工作过程是将风能转化为叶片的动能,再通过发电机转化为电能。
故答案为:(1)B,电磁感应;(2)AD;(3)切割磁感线方向;(4)磁场强度,没有控制导体运动方向速度和方向不变;(5)电43.(2019八下·江干期中)探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件如图所示,实验时,控制磁场方向相同,改变导体ab的运动方向.步骤一:导体水平左右运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,这是因为__________________________。步骤二:导体竖直上下运动,如图乙所示,电流计指针不发生偏转,这是因为__________________________。步骤三:导体水平左右运动,如图丙所示,电流计指针偏转,电路中有电流产生.综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是______________和______________。【答案】没有形成闭合电路;导体没有作切割磁感线运动;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动【解析】电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。
步骤一:导体水平左右运动,如图甲所示,电流计指针不发生偏转,这是因为开关没有闭合,没有形成闭合电路;
步骤二:导体竖直上下运动,如图乙所示,电流计指针不发生偏转,这是因为导体运动时没有切割磁感线;
步骤三:导体水平左右运动,如图丙所示,符合产生感应电流的条件,电流计指针偏转,电路中有电流产生;
综合上面实验现象,可以得出感应电流产生的条件是:闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动。
故答案为:没有形成闭合电路;导体运动时没有切割磁感线;电路是闭合的;电路中的一部分导体做切割磁感线运动。
44.
归纳式探究﹣﹣研究电磁感应现象中的感应电流:磁场的强弱用磁感应强度描述,用符号B表示,单位是特斯拉,符号是T.强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场.如图甲所示,电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路,R1和R2的阻值均为R0,导线的电阻不计,在线圈中的半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示,图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0,则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0与时间t0的关系数据如下表:次数R0/Ωr/mB/Tt0/sI/A1100.11.00.15π×10﹣22200.11.00.12.5π×10﹣23200.21.00.110π×10﹣24100.10.30.11.5π×10﹣25200.10.10.050.5π×10﹣2(1)I=k________
,其中k=________
(填上数值和单位).(2)上述装置中,改变R0的大小,其他条件保持不变,则0至t1的时间内通过R1的电流I与R0关系可以用图丙中的图线________
表示.【答案】(1)B0r2R0【解析】解:(1)由1、2数据知,r、B、t0相同,R0增大为原来的2倍,电流会减小为原来的二分之一,可知其它条件相同,感应电流与R0成反比;由2、3数据知,R0、B、t0相同,r增大为原来的2倍,电流会增大为原来的4倍,可知其它条件相同,感应电流与r的平方成正比;由1、4数据知,R0、r、t0相同,B增大为原来的0.3倍,电流会增大为原来的0.3倍,可知其它条件相同,感应电流与B成正比;则感应电流的表达式可表示为I=kB0将第一组数据代入,5π×10﹣2A=k×1.0T×解得:k=5πA•Ω•s/(T•m2);(2)由公式可知,在其他条件不变时,电流I与R0成反比例关系,所以c符合题意.故答案为:(1)B0r2(1)根据控制变量法分析感应电流与各个量之间的关系,得出关系式,代入数据求出k的值;(2)根据感应电流与R0的关系判断图线.45.
小勇利用如图所示的实验装置“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”,他将实验中观察到的现象记录在下表中.
次数开关磁场方向导体AB的运动方向电流表指针的偏转方向1断开上N下S向右运动不偏转2闭合上N下S向右运动向左偏转3闭合上N下S向左运动向右偏转4闭合上N下S向上运动不偏转5闭合上S下N向下运动不偏转6闭合上S下N向右运动向右偏转7闭合上S下N向左运动向左偏转(1)分析得出:________
电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,感应电流的方向与________
有关(3)比较实验________
可知:在导体切割磁感线运动方向不变时,感应电流的方向与磁场方向有关(4)这个现象在生产和生活中的重要应用是________
(5)针对这个实验,小勇进行了进一步的探究,他提出了“感应电流的大小可能与导体切割磁感线的运动速度有关”的猜想,于是他设计了如下的实验方案:①保持磁场强弱不变,让导体AB以________
(填“相同”或“不同”)的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.②如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度________
(填“有关”或“无关”)【答案】(1)闭合
(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向)
(3)2、6或3、7
(4)发电机
(5)不同;有关【解析】解:(1)分析可知,产生感应电流的现象中,闭合电路中的部分导体在磁场里的运动方向与磁场方向垂直,即导体中产生感应电流时闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动.(2)比较实验2和3(或6和7)可知:在磁场方向一定时,导体切割磁感线运动方向改变,感应电流的方向就改变.(3)比较实验2和6(或3和7)可知:在导体切割磁感线运动方向(或导体运动方向)不变时,磁场方向改变,感应电流的方向就改变.(4)实验中采用的是控制变量法,闭合电路中电流表中的电能是由于导体的运动而产生的,可见消耗的是机械能,所以实验过程中是机械能转化成电能,其重要应用是发电机的发明.(5)探究感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度是否有关,应该保持磁场强弱不变,让导体AB以不同的速度沿相同方向做切割磁感线运动,观察电流表指针偏转幅度大小.如果电流表指针偏转幅度不同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度有关,如果电流表指针偏转幅度相同,说明感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度无关.故答案为:(1)闭合;(2)导体切割磁感线运动方向(导体运动方向);(3)2、6或3、7;(4)发电机;(5)①不同;②有关四、解答题(共5题;共71分)46.在渔船上安装“风光互补发电”装置,利用太阳能电池板和风力发电机发电,以节省燃油。“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成,太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年,蓄电池约4年更换一次,项目价格如下表:项目风力发电机太阳能电池板充电器蓄电池安装费价格(约)5000元4000元1000元2000元2000元(1)“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据______________的原理来工作的;(2)渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的,如果柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%,且完全燃烧时全部碳元素均转化为二氧化碳,则完全燃烧1千克柴油将释放________千克二氧化碳;(3)“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦,正常工作1小时可产生多少电能?如图是不同发电方式的CO2排放量,若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置,则与燃油发电相比,一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放多少千克?(4)爸爸想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置,若该装置平均每天正常工作8小时,目前电费价格约为0.54元/千瓦时,请你通过计算决定是否安装这套装置。【答案】(1)电磁感应
(2)3.08
(3)一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放1040kg。(4)二十年电费为:20×365×8×0.5kw•h×0.54元/kw•h=15768元;风光互补发电成本:5000元+4000元+1000元+2000元×5+2000元=22000元;因为风光互补发电成本高于二十年电费,所以不经济,建议不安装该装置.【解析】(1)要知道原理,先判断某过程中的能量转化过程,关键是看清该过程中的初始能量和最终形成的能量,进而即可判断出能量的转化过程,判断出原理;(2)由于柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%,所以完全燃烧1千克柴油将释放的碳的质量即:用柴油的质量乘以84%;而后在计算出产生的二氧化碳的质量.(3)根据公式W=Pt可求节约的电能,进一步求出减少二氧化碳的排放量;(4)先计算20年所需的电费,再与风光互补发电成本相比较,即可得出结论。本题考查节约电能、发电机的构造和原理;热量的计算;电功计算公式的应用.解:(1)该题中的风力发电,即消耗风能,推动发电机的轮片转动,进而产生电能,故是将风能(机械能)转化为电能的过程,所以风力发电机是根据电磁感应的原理制成的;(2)此时所产生的碳的质量是m=1kg×84%=0.84kg;所以所产生的二氧化碳的质量是m=0.84kg电池容量(kW·h)22车载充电器输入电压(V)220车载充电器输入电流(A)16电能转化为机械能的效率70%47.(2018九上·永嘉月考)最近我市出现了许多共享电动汽车,这种新型低碳的交通工具,深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答:(1)如图1所示,租车时,租赁者只要将租车的磁卡靠近电动汽车上的感应器,感应器类似于发电机产生电流将车解锁。刷磁卡所用的原理是____________________________________________。
(2)某次启动后,汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流,求此时电动汽车的输出功率为多少瓦?(3)根据表中的数据,将已经耗完电能的电池充满,理论上需要多少时间?充满电后,该车在水平地面上匀速行驶的最大距离为140千米,则行驶时该车受到的阻力为多少牛?【答案】(1)电磁感应
(2)P=UI=339伏×1安=339瓦答:电动汽车的输出功率为339瓦(3)①电动汽车的充电功率为:P'=U'I'=220V×16A=3520W=3.52kW;理论上充电需要:t=WP'=22kW·ℎ3.52kW=6.29ℎ;②电能转化成的机械能:W机=W电×70%=22kW•h×3.6×10答:已经耗完电能的电池充满,理论上需要6.25小时。该车在水平地面上匀速行驶时,受到的阻力为396牛。【解析】(1)磁卡本身有一个磁场,当刷磁卡时,相当于线圈在做切割磁感线运动,从而产生感应电流,从而将车解锁,据此分析原理;
(2)已知电压和电流根据公式P=UI计算电动汽车的功率;
(3)①首先根据P=UI计算出电动汽车的充电功率,然后根据t=WP计算充电时间;
②首先根据W
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